Для нахождения площади боковой поверхности и объёма правильной треугольной пирамиды, нужно учесть несколько шагов.
1. Объём пирамиды:
Объём пирамиды ( V ) находится по формуле:
[
V = \frac{1}{3} \times S{осн} \times h
]
где ( S{осн} ) — площадь основания, ( h ) — высота пирамиды.
Основание пирамиды — правильный треугольник со стороной 3 см. Площадь правильного треугольника ( S{осн} ) вычисляется по формуле:
[
S{осн} = \frac{\sqrt{3}}{4} \times a^2
]
где ( a ) — сторона треугольника.
Подставим ( a = 3 ):
[
S_{осн} = \frac{\sqrt{3}}{4} \times 3^2 = \frac{\sqrt{3}}{4} \times 9 = \frac{9\sqrt{3}}{4}
]
Теперь вычислим объём:
[
V = \frac{1}{3} \times \frac{9\sqrt{3}}{4} \times 5 = \frac{45\sqrt{3}}{12} = \frac{15\sqrt{3}}{4} \approx 6.495
]
2. Площадь боковой поверхности:
Боковая поверхность правильной треугольной пирамиды состоит из трёх равносторонних треугольников. Чтобы найти площадь боковой поверхности, нам нужно найти площадь одного такого треугольника и умножить её на 3.
Для этого сначала найдем апофему (высоту боковой грани) пирамиды. Апофема ( l ) вычисляется с использованием теоремы Пифагора в прямоугольном треугольнике, где высота пирамиды ( h = 5 ) см, а высота основания — отрезок от центра основания до середины стороны основания.
Высота правильного треугольника основания ( h{осн} ) равна:
[
h{осн} = \frac{\sqrt{3}}{2} \times a = \frac{\sqrt{3}}{2} \times 3 = \frac{3\sqrt{3}}{2}
]
Половина высоты основания будет:
[
\frac{h_{осн}}{3} = \frac{3\sqrt{3}}{6} = \frac{\sqrt{3}}{2}
]
Теперь найдём апофему ( l ):
[
l = \sqrt{h^2 + \left(\frac{a\sqrt{3}}{6}\right)^2} = \sqrt{5^2 + \left(\frac{3\sqrt{3}}{6}\right)^2} = \sqrt{25 + \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2} = \sqrt{25 + \frac{3}{4}} = \sqrt{\frac{100}{4} + \frac{3}{4}} = \sqrt{\frac{103}{4}} = \frac{\sqrt{103}}{2}
]
Площадь одного бокового треугольника:
[
S_{бок_тр} = \frac{1}{2} \times a \times l = \frac{1}{2} \times 3 \times \frac{\sqrt{103}}{2} = \frac{3\sqrt{103}}{4}
]
Площадь боковой поверхности пирамиды:
[
S{бок} = 3 \times S{бок_тр} = 3 \times \frac{3\sqrt{103}}{4} = \frac{9\sqrt{103}}{4} \approx 22.905
]
Таким образом, площадь боковой поверхности пирамиды приблизительно равна 22.905, а объём пирамиды составляет примерно 6.495 кубических сантиметров.